CUESTIONES Y PROBLEMAS UNIDAD TEMÁTICA 6

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
Titulación: Ingeniería Técnica Agrícola. Plan: 2000
Curso 1º. Explotaciones Agropecuarias
Asignatura: Química
CUESTIONES Y PROBLEMAS UNIDAD TEMÁTICA 6
1. La droga cocaína es un alcaloide. Los alcaloides se detectan por su sabor amargo,
que es una indicación de sus propiedades básicas. La cocaína, C17H21O4N, es soluble en
agua hasta 0,17 g·mL-1 y la disolución saturada tiene un pH = 10,08. ¿Cuál es el valor
de Kb para la cocaína?
Solución: 2,68·10-8
2. Hállese el pH y la concentración del ion hidronio de una disolución 0,1 M, 10-4 M y
10-8 M de: a) HCl (ácido fuerte), b) NaOH (base fuerte) y c) Ba(OH)2 (base fuerte).
Concentración (M)
HCl
+
[H3O ]
NaOH
+
pH
[H3O ]
Ba(OH)2
[H3O+]
pH
pH
0,1
10-4
10-8
Solución: a) [H3O+]= 0,1, 10-4, 10-6,98; pH=1, 4, 6,98; b) [H3O+]= 10-13, 10-10, 10-7,02; pH = 13, 10, 7,02;
c) [H3O+]=10-13, 10-10, 10-7,04; pH=13,3, 10,3, 7,04
3. Hállese el pH y el grado de disociación de una disolución 0,1 M, 10-4 M y 10-8 M de:
a) HAc (ácido débil), b) NH3 (base débil).
Concentración (M)
HAc
pH
NH3
α
pH
α
0,1
10-4
10-8
Solución: a) 2,87, 1,33%; 4,46, 34,3%; 6,97, 99,9%; b) 11,13, 1,33%; 9,54, 34,3%; 7,02, 99,9%
4.- El ácido acetilsalicílico, C9O4H8, abreviado HA, es un ácido monoprótico débil.
Calcúlese el pH de una disolución preparada disolviendo una tableta de aspirina de 0,5
g en un vaso con 100 cm3 de agua. (Se supone que se disuelve completamente).
Dato: Ka = 2,64.10-5.
Solución: 3,07
5.- Una disolución de piridina (base débil monobásica, C5H5N) presenta un pH = 8,4.
Calcúlese su concentración y el grado de disociación. Dato: Kb = 1,50.10-9.
Solución: 4,2.10-3 M; 6.10-4
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6. Se tiene una disolución acuosa de un ácido monoprótico, cuya concentración es 8
g.L-1. Su masa molecular es 62 g/mol y su grado de disociación es 0,3. Calcúlese:
a) El valor de la constante de disociación del ácido;
b) El grado de disociación del ácido, tras añadir 1 gramo de HCl a 100 mL de la
disolución anterior (despréciese el aumento de volumen);
c) La concentración de ion hidronio y el pH de esta última disolución.
Solución: 1,66.10-2; 0,056; 0,281 mol.L-1; 0,55
7. Una disolución es simultáneamente 1 M en ácido acético y 0,01 M en ácido nítrico.
¿Cuánto vale su pH? ¿Cuál es la concentración de ion acetato? Ka acético = 1,8ּ 10-5.
Solución: 1,94; 1,56.10-3M
8.- Calcúlese el pH de una disolución de ácido sulfúrico 0,01 M considerándolo:
a) un ácido diprótico fuerte;
b) un ácido moderadamente fuerte en la segunda ionización.
Dato: Ka2 = 1,2.10-2.
Solución: a) 1,69; b)1,84
9.- Calcúlese el pH y las concentraciones de los iones resultantes de las disociaciones
en una disolución 0,010 M de ácido carbónico. Datos: Ka1 = 4,2.10-7; Ka2 = 4,8.10-11.
Solución: [H+] = [HCO3-] = 6,5.10-5; [CO32-] = 4,8.10-11
10.- Calcúlese: a) las concentraciones de las especies iónicas presentes en una
disolución de H3PO4 0,1 M, b) el pH de la disolución. Datos: Ka1 = 7,5.10-3; Ka2 =
6,8.10-8, Ka3 = 4,2.10-13.
Solución: a) [H3PO4] = 0,076 M; [H2PO4-] = 0,024 M; [HPO42-]=6,8.10-8 M; [PO43-]=1,2.10-18 M;
[H3O+] =0,024 M; b) 1,62
11.- Calcúlese la concentración de una disolución de acetato de sodio cuyo pH = 8,97.
Solución: 0,16 M
Dato: Ka = 1,80.10-5.
12.- Calcúlese el pH y el porcentaje de hidrólisis de una disolución de NH4Cl: a) 0,2 M
y b) 2.10-4 M. Dato: Kb amoníaco =1,8ּ10-5.
Solución: a) 4,97, 0,005%; b) 5,97, 0,05%
13. Calcúlese el pH de una disolución 0,1 M y 1 M de a) acetato de amonio y b) cianuro
de amonio.
Datos: Ka acético = 1,8.10-5; Kb amoníaco =1,8.10-5, Ka cianuro = 4,9.10-10
Solución: a) 7, b) 9,28
14.- Calcúlese las concentraciones de NH3, NH4+ y OH-, en una disolución 0,100 M en
NH3 y 0,010 M en NH4Cl. ¿Cuál es el grado de disociación del NH3?
Dato: Kb = 1,77.10-5.
Solución: 9,98.10-2 M; 1,02.10-2 M; 1,74.10-4 M; 1,74.10-3
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15. El indicador púrpura de bromocresol es amarillo en su forma ácida y púrpura en su
forma básica. La experiencia pone de manifiesto que para cualquier indicador la forma
ácida es visible para una relación de concentraciones [In-]/[HIn]<0,1; asimismo la
forma básica aparece cuando la relación de concentraciones es [In-]/[HIn]>10.
Calcúlese el intervalo de viraje de pH para el indicador. Dato: pK(indicador) = 6,3.
Solución: 5,3<pH<7,3
16.- Calcúlese el pH de una disolución reguladora 0,250 M en ácido acético y 0,560 M
en acetato sódico. ¿Cuál es el efecto sobre el pH cuando se añade: a) 0,0060 moles de
HCl y b) 0,0060 moles de NaOH?
Solución: 5,14 a) 5,04, b) 5,14
17. Calcúlese la variación de pH que se producirá en 90 mL de una disolución
amortiguadora 0,17 M en NH3 y 0,18 M en NH4Cl, al añadirle 10 mL de disolución 0,1
M de HCl, suponiendo que los volúmenes son aditivos. Dato: Kb amoníaco =1,8ּ10-5.
Solución:-0,055
18. Se prepara una disolución acuosa de ácido acético, añadiendo al agua, gota a gota,
dicho ácido, hasta obtener al final 400 mL de disolución de pH = 3. Se añade luego una
disolución de KOH 1 N en cantidad equivalente exactamente a la del ácido. ¿Cuál será
el pH de la disolución resultante?
Solución: 8,74
19. En dos vasos distintos hay 30,0 mL de ácido acético 0,1 N y 30 mL de ácido nítrico
0,1 N, respectivamente. Determinar el pH de cada disolución. Razónese cuál de las dos
requerirá mayor volumen de hidróxido de potasio 0,1 N para su neutralización con
indicador de fenolftaleína. Dato: Ka acético = 1,8ּ10-5.
Solución: 2,875; 1
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